Technologies

Si la réduction des coûts de fonctionnement n'est pas aussi importante qu'avec une Compression Mécanique de Vapeur, la thermo-compression propose de nombreux avantages :

• Un investissement faible
• Un fonctionnement simple
• Des coûts de maintenance réduits : le système ne comporte pas de pièces tournantes et reste donc moins sensible à l'usure mécanique.
• Une grande simplicité d’installation : le thermo-compresseur occupe peu de surface au sol et s’installe très facilement

Le thermo-compresseur est particulièrement intéressant sur des unités de petites capacités, où il permet de réduire les coûts de fonctionnement sans demander d'investissement important.

Le rendement du thermo-compresseur est directement lié à la pression vapeur utilisée. L'obtention de rendements satisfaisants nécessite l'emploi de vapeur à haute pression : 4 à 20 bars.

La compression mécanique de vapeur (CMV) ou recompression mécanique de vapeur (RMV) permet de réduire la consommation de vapeur, remplacée par une source d'énergie électrique, d'où un coût d'exploitation très réduit par rapport à un fonctionnement multiple effet.

La vapeur produite par l'évaporateur est envoyée dans une installation de CMV, pour être comprimée et monter en température.

Elle est ensuite renvoyée dans l'évaporateur à l'extérieur des tubes pour être utilisée comme vapeur de chauffe. Dans ce process, l'évaporateur sert aussi de condenseur pour les buées d'évaporation.

Le principal intérêt de la technologie de Compression Mécanique de Vapeur réside dans son faible coût d'exploitation.

Consommation énergétique par tonne d'eau évaporée :

• CMV : ~ 15 kW.h/h électrique
• Simple effet : ~ 630 kW thermique
• Triple effet : ~ 230 kW thermique
• Sextuple effet : ~ 115 kW thermique

Réduction des coûts

• Consommation de vapeur quasi-nulle
• Faible consommation d'eau de refroidissement
• Implantation plus compacte, comparé à un évaporateur multiple effet (un évaporateur en CMV est composé d’un seul corps d’évaporation et d'un compresseur)

Simplicité, réactivité et souplesse de fonctionnement

Le compresseur est piloté par un variateur de fréquence, qui permet d'ajuster finement et très rapidement la capacité de l'installation, de 30 % à 100 % de la capacité maximale.

Adaptation aux contraintes de production

La technologie CMV / RMV offre la possibilité de mettre plusieurs compresseurs en série pour répondre aux contraintes produits (retard à l’ébullition important, réduction de la surface d'échange, etc…).

Fiabilité

Correctement dimensionnés et installés, les process de CMV / RMV sont très fiables. Nous employons cette technologie depuis plus de 20 ans, les coûts de maintenance sont extrêmement faible sur les compresseurs que nous utilisons.

Afin d'optimiser cette fiabilité, France Evaporation a développé un savoir-faire unique :

• Un séparateur largement dimensionné, qui permet une séparation optimale des buées d'évaporation et évite l'entraînement de gouttelettes de produit dans la CMV, pour garantir la durée de vie du ventilateur. 
• Sur nos installations, en complément du séparateur, un laveur de buées nettoie les buées d’évaporation et permet de déconcentrer les éventuelles gouttelettes de produit restantes pour préserver le mécanisme de soufflerie. Il permet aussi de contrer le moussage.
• En sortie du laveur, un dévésiculeur stoppe les gouttelettes éventuelles
• De nombreuses sécurités complémentaires permettent de surveiller et de garantir le bon fonctionnement de l'installation : niveaux, températures, vibrations, etc.

Les process d'évaporation à multiples effets permettent d'optimiser l'efficacité énergétique des installations, grâce au recyclage de la vapeur.

Fonctionnement

La vapeur alimentée dans le premier effet produit de la vapeur à plus basse pression. Ces vapeurs sont ensuite utilisées dans un second effet en tant que vapeur de chauffe.

Le nombre d’effets est variable, et peut monter jusqu’à 8. Le nombre d’effet est sélectionné en fonction de l’investissement et du coût de fonctionnement.

Les buées à la sortie du dernier effet doivent être condensées.

Adapté à tout type d'évaporateur

L’évaporateur à multiple effet peut être composé à d'évaporateurs à flots tombants, à circulation forcée ou flash-cooling.

Applications des evaporateurs multiple effet

La technologie du multiple effet est particulièrement adaptée lorsque le coût de la vapeur est faible.

L’évaporateur à circulation forcée est composé d’un échangeur de chaleur, d’un séparateur et d’une pompe de circulation.

Le produit est envoyé vers l’échangeur où il est réchauffé puis envoyé dans le séparateur. Après évaporation, la partie liquide est de nouveau pompée pour être renvoyée vers l’échangeur.

L’évaporateur à circulation forcée  est très adapté pour concentrer des fluides visqueux, contenant une part importante de solides en suspension.

Peu sensible à l'encrassement

La pompe de circulation assure une vitesse importante dans les tubes d’échanges, permet de réduire la quantité de dépôts sur les parois et évite l'évaporation et donc le risque de sur-concentration.

Accepte de véhiculer des matières en suspension

Pour les produits proches de la cristallisation : contrairement à l’évaporateur à flots tombants, l’évaporateur à circulation forcée peut accepter des particules en suspension ou la présence de cristaux, sans provoquer d'obstruction des tubes d’échange.

Impact financier

L’investissement initial et l’emprise au sol de ces installations est plus élevé que dans le cas d'un évaporateur à flots tombants, qui sera donc souvent privilégié.

La technologie du Flash Cooling est particulièrement adaptée aux liquides visqueux et sensibles, comportant une part importante de matière sèche.  Elle est réservée aux process exigeant une faible quantité d’évaporation par rapport au débit entrant

Le process

Le liquide est envoyé dans un séparateur à une pression plus faible que la température d’ébullition du produit. On obtient avec ce process une diminution rapide de température du produit et une évaporation de l'eau.

Pas d'encrassement

Le flash-cooling produit ainsi une évaporation partielle de l’eau, sans mettre le produit en contact avec une surface d’échange ou autre élément pouvant transmettre de l’énergie. Les problèmes d’encrassement sont inexistants.

Un procédé de complément

Le flash-cooling permet d'obtenir une évaporation, mais aussi de refroidir le produit. En complément d’un autre évaporateur, il  est souvent utilisé pour finir la concentration et réduire la température du produit concentré.